JPH05166593A - ガス放電ランプ動作用のタップ付きインダクタ昇圧変換器 - Google Patents
ガス放電ランプ動作用のタップ付きインダクタ昇圧変換器Info
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- JPH05166593A JPH05166593A JP4134077A JP13407792A JPH05166593A JP H05166593 A JPH05166593 A JP H05166593A JP 4134077 A JP4134077 A JP 4134077A JP 13407792 A JP13407792 A JP 13407792A JP H05166593 A JPH05166593 A JP H05166593A
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- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
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- H05B41/38—Controlling the intensity of light
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】ガス放電ランプを動作させる安定器として特に
有効に作用するタップ付きインダクタ昇圧変換器を提供
する。 【構成】直流電源１４から入力電圧を受ける一対の入力
端子１６，１８入力電圧以上の出力電圧をガス放電ラン
プ１２に供給するための一対の出力端子２０，２２第１
の巻線Ｌ１Ａ及び第２の巻線Ｌ１Ｂを持つタップ付きイ
ンダクタＬ１、第１の巻線Ｌ１Ａの電流を制御する能動
スイッチＳ１、第２の巻線Ｌ１Ｂの電流を制御する受動
スイッチＤ１及び第１のコンデンサＣ１を有する。更に
出力電圧の変動に応じて能動スイッチＳ１のクランプ電
圧を変える装置と、効率改良のためインダクタＬ１の漏
洩インダクタンスに蓄積されたエネルギを負荷に転送す
るクランプコンデンサＣｃを設ける。第１のコンデンサ
Ｃ１とクランプコンデンサＣｃは第１のフィルタを形成
し、出力端子２０，２２には第２のフィルタを接続す
る。
有効に作用するタップ付きインダクタ昇圧変換器を提供
する。 【構成】直流電源１４から入力電圧を受ける一対の入力
端子１６，１８入力電圧以上の出力電圧をガス放電ラン
プ１２に供給するための一対の出力端子２０，２２第１
の巻線Ｌ１Ａ及び第２の巻線Ｌ１Ｂを持つタップ付きイ
ンダクタＬ１、第１の巻線Ｌ１Ａの電流を制御する能動
スイッチＳ１、第２の巻線Ｌ１Ｂの電流を制御する受動
スイッチＤ１及び第１のコンデンサＣ１を有する。更に
出力電圧の変動に応じて能動スイッチＳ１のクランプ電
圧を変える装置と、効率改良のためインダクタＬ１の漏
洩インダクタンスに蓄積されたエネルギを負荷に転送す
るクランプコンデンサＣｃを設ける。第１のコンデンサ
Ｃ１とクランプコンデンサＣｃは第１のフィルタを形成
し、出力端子２０，２２には第２のフィルタを接続す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス放電ランプを動作
させる安定回路に関し、更に詳しくは直流電源からガス
放電ランプを動作させる改良型タップ付きインダクタ昇
圧変換器に関する。
させる安定回路に関し、更に詳しくは直流電源からガス
放電ランプを動作させる改良型タップ付きインダクタ昇
圧変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガス放電ランプは自動車の外観および空
気力学的性能を改良するために自動車のボンネットライ
ンを低くするように自動車の設計者によって自動車に使
用されるべく考慮されている。キセノンランプ、メタル
ハライドランプおよびキセノンメタルハライドランプの
ようなガス放電ランプはフィラメントを有していない
が、代わりとして選択された成分の充填物を入れた石英
のエンクロージャ内に２つの電極を一般に有している。
この選択された成分はキセノンを有していることが好ま
しく、これは自動車で必要な即時発光を可能にしてい
る。ランプの起動モード、またはウォーミングアップモ
ードの間、アークが電極の間に形成され、光を発生す
る。起動モードの後、ひき続いてランプは連続的に動作
する運転モードに連続して入る。起動モードおよび運転
モードの両方において、ランプのアークは動作中のラン
プの性能および寿命を悪化させる不安定性を避けるよう
に制御されなければならない。この不安定性は主にラン
プの電極間の弓なりに曲がったアーク状態によって示さ
れる。
気力学的性能を改良するために自動車のボンネットライ
ンを低くするように自動車の設計者によって自動車に使
用されるべく考慮されている。キセノンランプ、メタル
ハライドランプおよびキセノンメタルハライドランプの
ようなガス放電ランプはフィラメントを有していない
が、代わりとして選択された成分の充填物を入れた石英
のエンクロージャ内に２つの電極を一般に有している。
この選択された成分はキセノンを有していることが好ま
しく、これは自動車で必要な即時発光を可能にしてい
る。ランプの起動モード、またはウォーミングアップモ
ードの間、アークが電極の間に形成され、光を発生す
る。起動モードの後、ひき続いてランプは連続的に動作
する運転モードに連続して入る。起動モードおよび運転
モードの両方において、ランプのアークは動作中のラン
プの性能および寿命を悪化させる不安定性を避けるよう
に制御されなければならない。この不安定性は主にラン
プの電極間の弓なりに曲がったアーク状態によって示さ
れる。
【０００３】ガス放電ランプの自動車の用途において
は、ランプの電力要求条件は例えば運転モードにおける
約３０ワットから起動モードにおける約１１０ワットま
で変化する。起動モードから運転モードへの変移によっ
て等価ランプ抵抗は大幅に変化する。従って、ランプを
動作させる安定器はアークの不安定性を避けながらこの
ような範囲の出力電力にわたって動作するのに有効でな
ければならない。
は、ランプの電力要求条件は例えば運転モードにおける
約３０ワットから起動モードにおける約１１０ワットま
で変化する。起動モードから運転モードへの変移によっ
て等価ランプ抵抗は大幅に変化する。従って、ランプを
動作させる安定器はアークの不安定性を避けながらこの
ような範囲の出力電力にわたって動作するのに有効でな
ければならない。
【０００４】ガス放電ランプを有効に動作させるために
必要な増大した電圧を供給するために、通常の自動車の
バッテリと回路的に接続されるＤＣ−ＤＣ変換器形式の
安定器が使用される。このために使用可能なＤＣ−ＤＣ
変換器の１つのタイプはタップ付きインダクタ昇圧変換
器である。従来のタップ付きインダクタ昇圧変換器は、
入力電圧として作用する直流電源に接続することができ
る一対の入力端子、入力電圧よりも大きな出力電圧を負
荷に供給する一対の出力端子、第１および第２の巻線お
よびこの両方の巻線の間のタップを有するタップ付きイ
ンダクタ、前記タップに接続され、第１の巻線に流れる
電流を制御するように可変デューティサイクルで周期的
に動作可能であり、出力電圧を可変制御する能動スイッ
チ、第２の巻線を流れる電流を制御する受動スイッチ、
および出力電圧のリップル成分を制御する第１のコンデ
ンサを有している。
必要な増大した電圧を供給するために、通常の自動車の
バッテリと回路的に接続されるＤＣ−ＤＣ変換器形式の
安定器が使用される。このために使用可能なＤＣ−ＤＣ
変換器の１つのタイプはタップ付きインダクタ昇圧変換
器である。従来のタップ付きインダクタ昇圧変換器は、
入力電圧として作用する直流電源に接続することができ
る一対の入力端子、入力電圧よりも大きな出力電圧を負
荷に供給する一対の出力端子、第１および第２の巻線お
よびこの両方の巻線の間のタップを有するタップ付きイ
ンダクタ、前記タップに接続され、第１の巻線に流れる
電流を制御するように可変デューティサイクルで周期的
に動作可能であり、出力電圧を可変制御する能動スイッ
チ、第２の巻線を流れる電流を制御する受動スイッチ、
および出力電圧のリップル成分を制御する第１のコンデ
ンサを有している。
【０００５】ここに使用されている用語「能動スイッ
チ」はその導通が外部信号によって制御されるスイッチ
ング素子を表す。また、ここに使用されている用語「受
動スイッチ」は電流がゼロまたは逆極性の場合にその導
通を停止するスイッチング素子を表す。一般に、能動ス
イッチはトランジスタであり、受動スイッチはダイオー
ドである。
チ」はその導通が外部信号によって制御されるスイッチ
ング素子を表す。また、ここに使用されている用語「受
動スイッチ」は電流がゼロまたは逆極性の場合にその導
通を停止するスイッチング素子を表す。一般に、能動ス
イッチはトランジスタであり、受動スイッチはダイオー
ドである。
【０００６】従来のタップ付きインダクタ昇圧変換器は
メタルハライドランプのようなガス放電ランプを動作さ
せる用途に受け入れることはできない。これはメタルハ
ライドランプの抵抗が起動モードおよび運転モードの間
において変化し、通常の変換器の出力リップル電流が放
電ランプの所望の動作を妨害するからである。更に詳し
くは、運転モードにおいては、ランプのアークの安定性
を維持するために比較的高いリップル百分率を有するラ
ンプ電流が望ましく、起動モードにおいてはアークの安
定性を維持するために比較的低いリップル百分率を有す
るランプ電流が望ましい。しかしながら、ガス放電ラン
プを動作させるのに適用される従来の昇圧変換器におい
ては、好ましいものと逆のリップル百分率が出力電流に
形成され、一般的に存在する容量性出力フィルタの動作
特性のために起動モードにおいては比較的高いリップル
百分率の電流が形成され、運転モードにおいては比較的
低いリップル百分率の電流が形成される。更に、従来の
昇圧変換器においては、容量性出力フィルタは起動モー
ドから運転モードへの変移期間の間にランプを損傷する
可能性があるように動作する。
メタルハライドランプのようなガス放電ランプを動作さ
せる用途に受け入れることはできない。これはメタルハ
ライドランプの抵抗が起動モードおよび運転モードの間
において変化し、通常の変換器の出力リップル電流が放
電ランプの所望の動作を妨害するからである。更に詳し
くは、運転モードにおいては、ランプのアークの安定性
を維持するために比較的高いリップル百分率を有するラ
ンプ電流が望ましく、起動モードにおいてはアークの安
定性を維持するために比較的低いリップル百分率を有す
るランプ電流が望ましい。しかしながら、ガス放電ラン
プを動作させるのに適用される従来の昇圧変換器におい
ては、好ましいものと逆のリップル百分率が出力電流に
形成され、一般的に存在する容量性出力フィルタの動作
特性のために起動モードにおいては比較的高いリップル
百分率の電流が形成され、運転モードにおいては比較的
低いリップル百分率の電流が形成される。更に、従来の
昇圧変換器においては、容量性出力フィルタは起動モー
ドから運転モードへの変移期間の間にランプを損傷する
可能性があるように動作する。
【０００７】自動車用のガス放電ランプの動作において
は、例えば約３０ワットないし約１１０ワットの範囲の
比較的高い出力電力を変換器から供給するのが必要であ
る。この比較的高い電力における動作では変換器内に構
成される能動スイッチの両端に比較的大きな電圧ストレ
スが加わる傾向がある。このストレスは能動スイッチが
非導通にされるとき、すなわち開放するときに、タップ
付きインダクタの漏洩インダクタンスに蓄積されたエネ
ルギが能動スイッチに放出されることによって形成され
る。従って、電圧ストレスを吸収するために比較的高価
な能動スイッチを使用する必要があり、この結果更に高
価な変換器となる。代わりとして、通常のスナッバー回
路を使用して、漏洩インダクタンスの放出によって能動
スイッチにかかるエネルギを放散することができるが、
このようなスナッバー回路は一般に非効率的であり、安
定器の全体の効率をかなり低減する。
は、例えば約３０ワットないし約１１０ワットの範囲の
比較的高い出力電力を変換器から供給するのが必要であ
る。この比較的高い電力における動作では変換器内に構
成される能動スイッチの両端に比較的大きな電圧ストレ
スが加わる傾向がある。このストレスは能動スイッチが
非導通にされるとき、すなわち開放するときに、タップ
付きインダクタの漏洩インダクタンスに蓄積されたエネ
ルギが能動スイッチに放出されることによって形成され
る。従って、電圧ストレスを吸収するために比較的高価
な能動スイッチを使用する必要があり、この結果更に高
価な変換器となる。代わりとして、通常のスナッバー回
路を使用して、漏洩インダクタンスの放出によって能動
スイッチにかかるエネルギを放散することができるが、
このようなスナッバー回路は一般に非効率的であり、安
定器の全体の効率をかなり低減する。
【０００８】
【発明の目的】従って、本発明の目的はガス放電ランプ
を動作させる安定器として特に有効に作用する新規で改
良されたタップ付きインダクタ昇圧変換器を提供するこ
とにある。本発明の他の目的は、能動スイッチ上への電
圧ストレスを低減したタップ付きインダクタ昇圧変換器
を提供することにある。
を動作させる安定器として特に有効に作用する新規で改
良されたタップ付きインダクタ昇圧変換器を提供するこ
とにある。本発明の他の目的は、能動スイッチ上への電
圧ストレスを低減したタップ付きインダクタ昇圧変換器
を提供することにある。
【０００９】本発明の他の目的は能動スイッチを電圧ス
トレスから保護するばかりでなく、変換器の効率を改良
するように作用する電圧クランプを有するタップ付きイ
ンダクタ昇圧変換器を提供することにある。本発明の他
の目的は、特にガス放電ランプの動作に適した範囲にお
いて可変出力電力を発生するように動作することができ
るタップ付きインダクタ昇圧変換器を提供することにあ
る。
トレスから保護するばかりでなく、変換器の効率を改良
するように作用する電圧クランプを有するタップ付きイ
ンダクタ昇圧変換器を提供することにある。本発明の他
の目的は、特にガス放電ランプの動作に適した範囲にお
いて可変出力電力を発生するように動作することができ
るタップ付きインダクタ昇圧変換器を提供することにあ
る。
【００１０】本発明の他の目的は、ランプの運転モード
の間アークの安定性を得るように比較的高いリップル百
分率を有するランプ電流を供給するように働くガス放電
ランプ動作用のタップ付きインダクタ昇圧変換器を提供
することにある。本発明の他の目的は、ランプの運転モ
ードの間比較的高いリップル百分率を有し、ランプの起
動モードの間比較的低いリップル百分率を有するランプ
電流を発生するように働くガス放電ランプ動作用のタッ
プ付きインダクタ昇圧変換器を提供することにある。
の間アークの安定性を得るように比較的高いリップル百
分率を有するランプ電流を供給するように働くガス放電
ランプ動作用のタップ付きインダクタ昇圧変換器を提供
することにある。本発明の他の目的は、ランプの運転モ
ードの間比較的高いリップル百分率を有し、ランプの起
動モードの間比較的低いリップル百分率を有するランプ
電流を発生するように働くガス放電ランプ動作用のタッ
プ付きインダクタ昇圧変換器を提供することにある。
【００１１】
【発明の概要】本発明の一形態によれば、ガス放電ラン
プを動作させる安定回路として作用する改良型タップ付
きインダクタ昇圧変換器が提供される。この変換器は入
力電圧を供給する直流電源に接続することができる一対
の入力端子、入力電圧より大きな出力電圧をランプに供
給する一対の出力端子、第１及び第２の巻線およびこの
両巻線の間のタップを有するタップ付きインダクタ、前
記タップに接続され、第１の巻線に流れる電流を制御す
るように可変デューティ比で動作し、出力電圧を可変制
御する能動スイッチ、および前記第２の巻線および出力
端子に流れる電流の向きを制御する受動スイッチを有す
る。
プを動作させる安定回路として作用する改良型タップ付
きインダクタ昇圧変換器が提供される。この変換器は入
力電圧を供給する直流電源に接続することができる一対
の入力端子、入力電圧より大きな出力電圧をランプに供
給する一対の出力端子、第１及び第２の巻線およびこの
両巻線の間のタップを有するタップ付きインダクタ、前
記タップに接続され、第１の巻線に流れる電流を制御す
るように可変デューティ比で動作し、出力電圧を可変制
御する能動スイッチ、および前記第２の巻線および出力
端子に流れる電流の向きを制御する受動スイッチを有す
る。
【００１２】この改良型変換器は出力電圧における変動
に応じて能動スイッチにおけるクランプ電圧を変える手
段を有している。このクランプ電圧を変える手段は出力
電圧を生じる出力端子に並列に接続された容量性分圧器
を有する。この分圧器はクランプコンデンサおよび他の
コンデンサの直列組合せ回路および能動スイッチの両端
にクランプコンデンサを接続する手段を有している。こ
のように接続されたクランプコンデンサは効率を改良す
るためにタップ付きインダクタの漏洩インダクタンスに
蓄積されたエネルギを吸収し、このエネルギを負荷に転
送するように作用する。また、この分圧器は第１の出力
フィルタとして作用し、これは出力端子の一端に接続さ
れたインダクタンスの形状の第２の出力フィルタと協働
する。第１および第２のフィルタのそれぞれの時定数
は、ランプの運転モードにおいては比較的高いリップル
百分率を有し、ランプの起動モードにおいては比較的低
いリップル百分率を有するランプ電流を得るように予め
決定されている。
に応じて能動スイッチにおけるクランプ電圧を変える手
段を有している。このクランプ電圧を変える手段は出力
電圧を生じる出力端子に並列に接続された容量性分圧器
を有する。この分圧器はクランプコンデンサおよび他の
コンデンサの直列組合せ回路および能動スイッチの両端
にクランプコンデンサを接続する手段を有している。こ
のように接続されたクランプコンデンサは効率を改良す
るためにタップ付きインダクタの漏洩インダクタンスに
蓄積されたエネルギを吸収し、このエネルギを負荷に転
送するように作用する。また、この分圧器は第１の出力
フィルタとして作用し、これは出力端子の一端に接続さ
れたインダクタンスの形状の第２の出力フィルタと協働
する。第１および第２のフィルタのそれぞれの時定数
は、ランプの運転モードにおいては比較的高いリップル
百分率を有し、ランプの起動モードにおいては比較的低
いリップル百分率を有するランプ電流を得るように予め
決定されている。
【００１３】本発明の特徴と考えられる新規な点は特許
請求の範囲に記載されている。好適な実施例による本発
明はその他の目的および利点とともに添付図面を参照し
て以下に詳しく記載されている。
請求の範囲に記載されている。好適な実施例による本発
明はその他の目的および利点とともに添付図面を参照し
て以下に詳しく記載されている。
【００１４】
【実施例の記載】図１には、直流１４ボルトの公称出力
電圧ＶI を有する例えば自動車のバッテリのような通常
の直流電源１４からメタルハライドランプのようなガス
放電ランプ１２を動作させるタップ付きインダクタ昇圧
変換器１０すなわち安定器が示されている。この変換器
１０は、電源１４の正端子および負端子にそれぞれ接続
された一対の入力端子１６および１８を有している。ま
た、変換器１０は出力電圧Ｖo を供給するようにランプ
１２に接続された一対の正および負出力端子２０および
２２を有している。前記出力電圧Ｖo は電源１４によっ
て入力端子に供給される入力電圧ＶI より大きいかまた
は等しい。負出力端子２２は安定器１０に対する共通の
基準電位を供給するように負の入力端子１８に接続され
ている。
電圧ＶI を有する例えば自動車のバッテリのような通常
の直流電源１４からメタルハライドランプのようなガス
放電ランプ１２を動作させるタップ付きインダクタ昇圧
変換器１０すなわち安定器が示されている。この変換器
１０は、電源１４の正端子および負端子にそれぞれ接続
された一対の入力端子１６および１８を有している。ま
た、変換器１０は出力電圧Ｖo を供給するようにランプ
１２に接続された一対の正および負出力端子２０および
２２を有している。前記出力電圧Ｖo は電源１４によっ
て入力端子に供給される入力電圧ＶI より大きいかまた
は等しい。負出力端子２２は安定器１０に対する共通の
基準電位を供給するように負の入力端子１８に接続され
ている。
【００１５】更に、変換器１０はＬ1 で示す通常のタッ
プ付きインダクタを有している。このインダクタはＮ1
の巻数を有するＬ1Aで示す第１の巻線およびＮ2 の巻数
を有するＬ1Bで示す第２の巻線を有している。これらの
巻線は通常のコアの周りで相互に電磁結合されている。
これらの巻線の間にはタップＴがある。通常のＭＯＳＦ
ＥＴのような能動スイッチＳ1 は、（１）Ｌ1 のタップ
Ｔに接続され、スイッチ電圧Ｖs を有するドレイン電極
Ｄ、（２）入力端子１８に接続されたソース電極、すな
わち入力電極Ｓ、および（３）以下に説明する外部制御
手段に接続されたゲート電極Ｇを有している。ＭＯＳＦ
ＥＴは好適実施例のために開示されているが、通常の他
の適当なタイプの能動スイッチを使用してもよい。能動
スイッチＳ1 は第１の巻線Ｌ1Aを流れる電流を制御する
ように（以下に詳細に説明する）所定の方法で導通した
り非導通状態になり、これにより出力電圧Ｖo を可変制
御するようになっている。第１のダイオードＤ1 のよう
な受動スイッチが第２の巻線ＬIBに直列に接続され、第
２の巻線ＬIBを流れる電流を出力フィルタ（以下に説明
する）および負荷１２に向けている。動作においては、
能動スイッチＳ1 が導通していないとき、第１のダイオ
ードＤ1 が導通し、これにより第２の巻線Ｌ 1Bからの電
流の流れを正出力端子２０に流れるようにしている。逆
に、能動スイッチＳ1 が導通しているときには、第１の
ダイオードＤ1 は非導通状態にある。
プ付きインダクタを有している。このインダクタはＮ1
の巻数を有するＬ1Aで示す第１の巻線およびＮ2 の巻数
を有するＬ1Bで示す第２の巻線を有している。これらの
巻線は通常のコアの周りで相互に電磁結合されている。
これらの巻線の間にはタップＴがある。通常のＭＯＳＦ
ＥＴのような能動スイッチＳ1 は、（１）Ｌ1 のタップ
Ｔに接続され、スイッチ電圧Ｖs を有するドレイン電極
Ｄ、（２）入力端子１８に接続されたソース電極、すな
わち入力電極Ｓ、および（３）以下に説明する外部制御
手段に接続されたゲート電極Ｇを有している。ＭＯＳＦ
ＥＴは好適実施例のために開示されているが、通常の他
の適当なタイプの能動スイッチを使用してもよい。能動
スイッチＳ1 は第１の巻線Ｌ1Aを流れる電流を制御する
ように（以下に詳細に説明する）所定の方法で導通した
り非導通状態になり、これにより出力電圧Ｖo を可変制
御するようになっている。第１のダイオードＤ1 のよう
な受動スイッチが第２の巻線ＬIBに直列に接続され、第
２の巻線ＬIBを流れる電流を出力フィルタ（以下に説明
する）および負荷１２に向けている。動作においては、
能動スイッチＳ1 が導通していないとき、第１のダイオ
ードＤ1 が導通し、これにより第２の巻線Ｌ 1Bからの電
流の流れを正出力端子２０に流れるようにしている。逆
に、能動スイッチＳ1 が導通しているときには、第１の
ダイオードＤ1 は非導通状態にある。
【００１６】ダイオードＤ1 のカソードは、コンデンサ
Ｃ1 の一端に接続されている。コンデンサＣ1 の他端は
ダイオードＤc およびコンデンサＣc の間の接続点２３
に接続されている。これらのダイオードＤc およびコン
デンサＣc は互いに図に示すようにクランプ手段２４を
形成している。コンデンサＣ1 およびＣc はこれらの間
の接続点２３を介して直列に接続されている。また、コ
ンデンサＣ1 およびＣ c は第１のフィルタ２６を形成し
ている。クランプダイオードＤc はカソードが前記接続
点に接続され、アノードがインダクタＬ1 のタップ
（Ｔ）に接続されている。また、ダイオードＤ1 のカソ
ードは第２のフィルタ２８の第１の端部に接続されてい
る。この第２のフィルタ２８はインダタクタＬ2 から構
成され、その第２の端部は出力端子２０に接続されてい
る。更に、ダイオードＤ1 のカソードは補足ダイオード
Ｄ2 のカソードに接続され、このダイオードＤ2 のアノ
ードは出力端子２２に接続されている。
Ｃ1 の一端に接続されている。コンデンサＣ1 の他端は
ダイオードＤc およびコンデンサＣc の間の接続点２３
に接続されている。これらのダイオードＤc およびコン
デンサＣc は互いに図に示すようにクランプ手段２４を
形成している。コンデンサＣ1 およびＣc はこれらの間
の接続点２３を介して直列に接続されている。また、コ
ンデンサＣ1 およびＣ c は第１のフィルタ２６を形成し
ている。クランプダイオードＤc はカソードが前記接続
点に接続され、アノードがインダクタＬ1 のタップ
（Ｔ）に接続されている。また、ダイオードＤ1 のカソ
ードは第２のフィルタ２８の第１の端部に接続されてい
る。この第２のフィルタ２８はインダタクタＬ2 から構
成され、その第２の端部は出力端子２０に接続されてい
る。更に、ダイオードＤ1 のカソードは補足ダイオード
Ｄ2 のカソードに接続され、このダイオードＤ2 のアノ
ードは出力端子２２に接続されている。
【００１７】クランプ手段２４は、出力電圧Ｖo の変動
に応じて能動スイッチＳ1 におけるスイッチ電圧、すな
わちクランプ電圧Ｖs を変える。クランプ手段２４は２
つの重要な利点を有している。第１には、クランプ手段
２４はスイッチ電圧Ｖs をクランプし、タップ付きイン
ダクタＬ1 からエネルギをクランプコンデンサＣc に供
給する経路を形成し、ここで能動スイッチＳ1 が開放す
なわち非導通状態にある間一時的にエネルギが蓄積され
る非消費型のクランプを形成している。能動スイッチＳ
1 が閉成すなわち導通しているとき、クランプコンデン
サＣc に蓄積されたこの付加エネルギは負荷すなわちラ
ンプ１２に転送されるので、消費されない。すなわち、
クランプ手段２４はタップ付きインダクタＬ1 の漏洩イ
ンダクタンスに蓄積されたエネルギをランプ１２に転送
するのに有効な非消費型のクランプである。第２には、
直列接続された第１のコンデンサＣ1 およびクランプコ
ンデンサＣc は、Ｃ1 Ｃc ／（Ｃ1 ＋Ｃc ）に等しい等
価容量Ｃeqを有する容量性分圧器として作用し、変換器
１０の第１のフィルタとして作用する分割型コンデンサ
を構成している。
に応じて能動スイッチＳ1 におけるスイッチ電圧、すな
わちクランプ電圧Ｖs を変える。クランプ手段２４は２
つの重要な利点を有している。第１には、クランプ手段
２４はスイッチ電圧Ｖs をクランプし、タップ付きイン
ダクタＬ1 からエネルギをクランプコンデンサＣc に供
給する経路を形成し、ここで能動スイッチＳ1 が開放す
なわち非導通状態にある間一時的にエネルギが蓄積され
る非消費型のクランプを形成している。能動スイッチＳ
1 が閉成すなわち導通しているとき、クランプコンデン
サＣc に蓄積されたこの付加エネルギは負荷すなわちラ
ンプ１２に転送されるので、消費されない。すなわち、
クランプ手段２４はタップ付きインダクタＬ1 の漏洩イ
ンダクタンスに蓄積されたエネルギをランプ１２に転送
するのに有効な非消費型のクランプである。第２には、
直列接続された第１のコンデンサＣ1 およびクランプコ
ンデンサＣc は、Ｃ1 Ｃc ／（Ｃ1 ＋Ｃc ）に等しい等
価容量Ｃeqを有する容量性分圧器として作用し、変換器
１０の第１のフィルタとして作用する分割型コンデンサ
を構成している。
【００１８】クランプ手段２４は、クランプコンデンサ
Ｃc が出力端子２０、２２に並列に接続された分圧器の
一部であるので、出力電圧Ｖo の変動に応じて能動スイ
ッチ上のクランプ電圧Ｖs を変えることができる。この
結果、コンデンサＣc の両端に現れる電圧は大体端子の
間の出力電圧Ｖo の直接関数として変化する。負荷１２
が例えばガス放電ランプであるとき、これは抵抗ＲL を
有する。ランプ１２はアークを発生する２つの電極を有
しているが、等価抵抗ＲL によって図１では示されてい
る。ランプ抵抗ＲL は一定でなく、運転モードにおいて
は比較的高く、一実施例では約６７オームである値ＲL
r を有する。第１のフィルタ２６およびランプ動作抵抗
ＲL r は運転モードにおける変換器１０の第１のフィル
タ時定数を形成し、この時定数はＴF1 r で示され、ＲL
r Ｃeqに等しい。運転モードにおける第１のフィルタ時
定数ＴF1 r はランプ１２におけるアークの安定性を制御
するために運転モードにおけるランプ１２の電流の予め
定められた高いリップル百分率を得るように予め選択さ
れる。更に詳しくは、ランプ電流は出力端子２０、２２
およびランプ１２を通って流れる電流であり、代表的な
期間におけるこのランプ電流のこのリップル百分率は次
式によって表される。
Ｃc が出力端子２０、２２に並列に接続された分圧器の
一部であるので、出力電圧Ｖo の変動に応じて能動スイ
ッチ上のクランプ電圧Ｖs を変えることができる。この
結果、コンデンサＣc の両端に現れる電圧は大体端子の
間の出力電圧Ｖo の直接関数として変化する。負荷１２
が例えばガス放電ランプであるとき、これは抵抗ＲL を
有する。ランプ１２はアークを発生する２つの電極を有
しているが、等価抵抗ＲL によって図１では示されてい
る。ランプ抵抗ＲL は一定でなく、運転モードにおいて
は比較的高く、一実施例では約６７オームである値ＲL
r を有する。第１のフィルタ２６およびランプ動作抵抗
ＲL r は運転モードにおける変換器１０の第１のフィル
タ時定数を形成し、この時定数はＴF1 r で示され、ＲL
r Ｃeqに等しい。運転モードにおける第１のフィルタ時
定数ＴF1 r はランプ１２におけるアークの安定性を制御
するために運転モードにおけるランプ１２の電流の予め
定められた高いリップル百分率を得るように予め選択さ
れる。更に詳しくは、ランプ電流は出力端子２０、２２
およびランプ１２を通って流れる電流であり、代表的な
期間におけるこのランプ電流のこのリップル百分率は次
式によって表される。
【００１９】 １００（Ｉmax −Ｉmin ）／２Ｉavg （１） ここにおいて、Ｉmax ＝電流の最大値 Ｉmin ＝電流の最小値 Ｉavg ＝平均ランプ電流 リップル百分率は運転モードよりも起動モードにおいて
少ないが、リップル電流または成分Ｉmax −Ｉmin の絶
対値は運転モードよりも起動モードにおいて高く、運転
モードにおいては５０％のリップル成分であり、起動モ
ードにおいては２０％のリップル成分である。これは平
均起動電流が一般に平均運転電流の約８倍であることか
ら理解することができる。
少ないが、リップル電流または成分Ｉmax −Ｉmin の絶
対値は運転モードよりも起動モードにおいて高く、運転
モードにおいては５０％のリップル成分であり、起動モ
ードにおいては２０％のリップル成分である。これは平
均起動電流が一般に平均運転電流の約８倍であることか
ら理解することができる。
【００２０】利用される特定のランプ１２の要求条件に
よってアークの安定性を制御するのに必要なリップル百
分率が決まる。本発明の好適実施例においては、大部分
運転モードで動作するランプ１２のアークの安定性を制
御するのに運転モードにおける比較的高いリップル百分
率が必要である。起動モードにおいては、ランプ１２は
比較的短期間動作する。この期間は各起動時に平均して
数秒である。コンデンサＣ1 およびＣc の容量値は通常
等価容量Ｃeqを得るように選択される。この等価容量は
運転モードでのランプ抵抗値ＲL r と共に運転モードで
の第１のフィルタ時定数ＴF1 r を決定する。ランプ１２
が３０ワットのメタルハライドランプである図示の典型
的な実施例の場合には、運転モードの第１のフィルタ時
定数ＴF1 r は起動モードの第１のフィルタ時定数よりも
約１９倍大きいことが好ましく、この結果運転モードの
間のランプ電流のリップル百分率は約６０％である。
よってアークの安定性を制御するのに必要なリップル百
分率が決まる。本発明の好適実施例においては、大部分
運転モードで動作するランプ１２のアークの安定性を制
御するのに運転モードにおける比較的高いリップル百分
率が必要である。起動モードにおいては、ランプ１２は
比較的短期間動作する。この期間は各起動時に平均して
数秒である。コンデンサＣ1 およびＣc の容量値は通常
等価容量Ｃeqを得るように選択される。この等価容量は
運転モードでのランプ抵抗値ＲL r と共に運転モードで
の第１のフィルタ時定数ＴF1 r を決定する。ランプ１２
が３０ワットのメタルハライドランプである図示の典型
的な実施例の場合には、運転モードの第１のフィルタ時
定数ＴF1 r は起動モードの第１のフィルタ時定数よりも
約１９倍大きいことが好ましく、この結果運転モードの
間のランプ電流のリップル百分率は約６０％である。
【００２１】また、変換器１０は、ランプ１２のアーク
の安定性を制御するようにランプ１２の起動モードの間
のランプ電流に所定の低いリップル百分率を発生するた
めの第２のフィルタ２８を有していることが好ましい。
起動モードにおけるランプ１２は、動作抵抗ＲL r より
もかなり小さく、（運転モードでの６７オームに比較し
て）例えば約３．６オームの値の起動抵抗ＲL s を有し
ている。第２のインダクタＬ2 の値は、起動モードにお
けるランプ電流の所定の低いリップル百分率を得るよう
に予め選択された起動モードの第２のフィルタ時定数Ｔ
F2 s （Ｌ2 ／Ｒ L s に等しい）を得るためにランプ１２
の起動抵抗ＲL s に基づいて予め選択される。メタルハ
ライドランプの場合には、起動モードにおけるランプ電
流の所定の低い、すなわち最小のリップル百分率がアー
クの不安定性を防止するために好ましく、一実施例にお
いては約２０％以下であることが好ましい。
の安定性を制御するようにランプ１２の起動モードの間
のランプ電流に所定の低いリップル百分率を発生するた
めの第２のフィルタ２８を有していることが好ましい。
起動モードにおけるランプ１２は、動作抵抗ＲL r より
もかなり小さく、（運転モードでの６７オームに比較し
て）例えば約３．６オームの値の起動抵抗ＲL s を有し
ている。第２のインダクタＬ2 の値は、起動モードにお
けるランプ電流の所定の低いリップル百分率を得るよう
に予め選択された起動モードの第２のフィルタ時定数Ｔ
F2 s （Ｌ2 ／Ｒ L s に等しい）を得るためにランプ１２
の起動抵抗ＲL s に基づいて予め選択される。メタルハ
ライドランプの場合には、起動モードにおけるランプ電
流の所定の低い、すなわち最小のリップル百分率がアー
クの不安定性を防止するために好ましく、一実施例にお
いては約２０％以下であることが好ましい。
【００２２】従って、Ｃ1 、Ｃc およびＬ2 の値は運転
モードおよび起動モードにおけるランプ電流の比較的高
いおよび比較的低いリップル百分率を得るべく上述した
ように好ましい第１および第２のフィルタ時定数を得る
ように起動モードおよび運転モードにおけるランプ抵抗
ＲL の値に基づいて予め選択される。ランプ抵抗の値は
起動モードから運転モードに移る場合に変化するので、
第１および第２のフィルタ時定数も起動モードから運転
モードに移る場合に変化する。従って、第１のフィルタ
時定数ＴF1 r はその運転モードにおける値ＲL r Ｃeqか
らＲL s Ｃeqに等しい起動モードにおける異なる値ＴF1
s に変化する。同様にして、第２のフィルタ時定数ＴF2
s はその起動モードにおける値Ｌ2 ／ＲL s からＬ2 ／
ＲL r に等しい運転モードの異なる値ＴF2 r に変化す
る。また、好適実施例においては起動モードにおける第
１のフィルタ時定数に対する第２のフィルタ時定数の
比、すなわちＴF2 s ／ＴF1 s は約１００であり、運転モ
ードにおける第２のフィルタ時定数に対する第１のフィ
ルタ時定数の比、すなわちＴF1 r ／ＴF2 r は約３であ
る。これは運転モードにおける主要なフィルタ機構が分
割型コンデンサＣ1 、Ｃc により定まり、運転モードに
おけるランプ電流の所定の比較的高いリップル百分率が
得られることを保証する。起動モードにおいては、主要
なフィルタ機構は起動モードの間ランプ電流の所定の低
いリップル百分率用に設けられている第２のインダクタ
Ｌ2 である。
モードおよび起動モードにおけるランプ電流の比較的高
いおよび比較的低いリップル百分率を得るべく上述した
ように好ましい第１および第２のフィルタ時定数を得る
ように起動モードおよび運転モードにおけるランプ抵抗
ＲL の値に基づいて予め選択される。ランプ抵抗の値は
起動モードから運転モードに移る場合に変化するので、
第１および第２のフィルタ時定数も起動モードから運転
モードに移る場合に変化する。従って、第１のフィルタ
時定数ＴF1 r はその運転モードにおける値ＲL r Ｃeqか
らＲL s Ｃeqに等しい起動モードにおける異なる値ＴF1
s に変化する。同様にして、第２のフィルタ時定数ＴF2
s はその起動モードにおける値Ｌ2 ／ＲL s からＬ2 ／
ＲL r に等しい運転モードの異なる値ＴF2 r に変化す
る。また、好適実施例においては起動モードにおける第
１のフィルタ時定数に対する第２のフィルタ時定数の
比、すなわちＴF2 s ／ＴF1 s は約１００であり、運転モ
ードにおける第２のフィルタ時定数に対する第１のフィ
ルタ時定数の比、すなわちＴF1 r ／ＴF2 r は約３であ
る。これは運転モードにおける主要なフィルタ機構が分
割型コンデンサＣ1 、Ｃc により定まり、運転モードに
おけるランプ電流の所定の比較的高いリップル百分率が
得られることを保証する。起動モードにおいては、主要
なフィルタ機構は起動モードの間ランプ電流の所定の低
いリップル百分率用に設けられている第２のインダクタ
Ｌ2 である。
【００２３】更に、好適実施例における変換器１０は第
２のダイオードすなわち補足ダイオードＤ2 を有してい
る。このダイオードは起動モードの間におけるランプの
リップル電流を低減するように負の出力端子２２から第
２のインダクタＬ2 への電流経路を形成している。本発
明の一実施例におけるダイオードＤ2 は起動時における
ランプ電流のリップル百分率を２０％ないし約１０％の
値まで低減するのに有効である。
２のダイオードすなわち補足ダイオードＤ2 を有してい
る。このダイオードは起動モードの間におけるランプの
リップル電流を低減するように負の出力端子２２から第
２のインダクタＬ2 への電流経路を形成している。本発
明の一実施例におけるダイオードＤ2 は起動時における
ランプ電流のリップル百分率を２０％ないし約１０％の
値まで低減するのに有効である。
【００２４】本発明の好適実施例においては、能動スイ
ッチＳ1 は通常のＮチャンネルＭＯＳＦＥＴである。ス
イッチＳ1 のゲート電極Ｇは制御手段３０に接続され、
起動モードから運転モードまでランプ１２を動作させる
ため出力電圧Ｖo を選択的に変化させるようにしてい
る。制御手段３０は好ましくはランプ１２に供給される
出力電圧Ｖo および出力電力を制御するように所定のス
イッチング周波数および可変のデューティ比（Ｄ）を有
する矩形波電圧信号３２を発生する。可変デューティ比
（Ｄ）は矩形波電圧信号３２の１周期（Ｔ）のうちの能
動スイッチＳ1 が導通している割合Ｗ／Ｔを表す。出力
電圧Ｖo は次に示すように本実施例においては入力電圧
ＶI に関連付けられる。
ッチＳ1 は通常のＮチャンネルＭＯＳＦＥＴである。ス
イッチＳ1 のゲート電極Ｇは制御手段３０に接続され、
起動モードから運転モードまでランプ１２を動作させる
ため出力電圧Ｖo を選択的に変化させるようにしてい
る。制御手段３０は好ましくはランプ１２に供給される
出力電圧Ｖo および出力電力を制御するように所定のス
イッチング周波数および可変のデューティ比（Ｄ）を有
する矩形波電圧信号３２を発生する。可変デューティ比
（Ｄ）は矩形波電圧信号３２の１周期（Ｔ）のうちの能
動スイッチＳ1 が導通している割合Ｗ／Ｔを表す。出力
電圧Ｖo は次に示すように本実施例においては入力電圧
ＶI に関連付けられる。
【００２５】 Ｖo ／ＶI ＝（１＋ＮＤ）／（１−Ｄ） （２） ここにおいて、ＮはＮ2 ／Ｎ1 を表す。本実施例におい
ては、Ｎの値は２であり、出力電圧Ｖo は約１１０ワッ
トから約３０ワットの範囲のランプ１２に対する出力電
力に対応して約２０ボルトから約４５ボルトの範囲にあ
り、また上述した約１１０ワットないし約３０ワットの
電力はそれぞれ起動モードおよび運転モードに対応する
約２０％から約６０％の範囲のランプ電流のリップル百
分率に対応している。制御手段３０のスイッチング周波
数は好ましくは約１００ｋＨｚであり、別の実施例では
約２００ｋＨｚまでに及び、ここで従来は能動スイッチ
Ｓ1 の出力効率、大きさおよび有効な熱消散によって制
限されている。
ては、Ｎの値は２であり、出力電圧Ｖo は約１１０ワッ
トから約３０ワットの範囲のランプ１２に対する出力電
力に対応して約２０ボルトから約４５ボルトの範囲にあ
り、また上述した約１１０ワットないし約３０ワットの
電力はそれぞれ起動モードおよび運転モードに対応する
約２０％から約６０％の範囲のランプ電流のリップル百
分率に対応している。制御手段３０のスイッチング周波
数は好ましくは約１００ｋＨｚであり、別の実施例では
約２００ｋＨｚまでに及び、ここで従来は能動スイッチ
Ｓ1 の出力効率、大きさおよび有効な熱消散によって制
限されている。
【００２６】変換器１０は、ガス放電ランプ１２を動作
させるために使用されるとき、約３０ワットから約１１
０ワットの範囲の比較的大きな出力電力範囲にわたって
動作するので、スイッチＳ1 が高出力電力動作の間で開
放されたとき、タップ付きインダクタＬ1 の漏洩インダ
クタンスに蓄積されたエネルギの放出によって、クラン
プ手段２４を使用しない場合には能動スイッチＳ1 に過
度の電圧ストレスが発生する。漏洩のない従来の理想的
なタップ付きインダクタの場合、非導通状態（開放状
態）におけるＭＯＳＦＥＴにかかる理想的な電圧ストレ
スは巻線Ｌ1Aを流れる電流が連続であるとした場合次の
ように表される。
させるために使用されるとき、約３０ワットから約１１
０ワットの範囲の比較的大きな出力電力範囲にわたって
動作するので、スイッチＳ1 が高出力電力動作の間で開
放されたとき、タップ付きインダクタＬ1 の漏洩インダ
クタンスに蓄積されたエネルギの放出によって、クラン
プ手段２４を使用しない場合には能動スイッチＳ1 に過
度の電圧ストレスが発生する。漏洩のない従来の理想的
なタップ付きインダクタの場合、非導通状態（開放状
態）におけるＭＯＳＦＥＴにかかる理想的な電圧ストレ
スは巻線Ｌ1Aを流れる電流が連続であるとした場合次の
ように表される。
【００２７】 Ｖs ＝ＶI ／（１−Ｄ） （３） 従って、漏洩インダクタンスのない理想的な完全に結合
されたタップ付きインダクタの場合には、非動作状態に
おけるＭＯＳＦＥＴの両端の理想的な電圧ストレスＶs
は（１／（１−Ｄ））に比例する値を有する。ほぼ理想
的なクランプ動作を行うように能動スイッチＳ1 の両端
の電圧ストレスＶs を可能な限り理想に近い状態に維持
するために、第１の巻線数Ｎ1 、第１の容量Ｃ1 および
クランプ容量Ｃc は互いに次に示すような関係にあるこ
とが好ましい。
されたタップ付きインダクタの場合には、非動作状態に
おけるＭＯＳＦＥＴの両端の理想的な電圧ストレスＶs
は（１／（１−Ｄ））に比例する値を有する。ほぼ理想
的なクランプ動作を行うように能動スイッチＳ1 の両端
の電圧ストレスＶs を可能な限り理想に近い状態に維持
するために、第１の巻線数Ｎ1 、第１の容量Ｃ1 および
クランプ容量Ｃc は互いに次に示すような関係にあるこ
とが好ましい。
【００２８】 Ｃc ／Ｃ1 ＝Ｎ2 Ｄ／Ｎ1 ＝ＮＤ （４） 従って、上述した改良型タップ付きインダクタ昇圧変換
器１０は運転モードにおける約３０ワットから起動モー
ドにおける約１１０ワットまでの範囲の比較的高い値の
出力電力で通常のガス放電ランプ１２を動作させるのに
有効であり、この場合の対応する出力電圧Ｖo は約４５
ボルトから約２０ボルトに及び、リップル百分率はラン
プ１２のアークの安定性を有効に制御するように必要に
応じて変化する。
器１０は運転モードにおける約３０ワットから起動モー
ドにおける約１１０ワットまでの範囲の比較的高い値の
出力電力で通常のガス放電ランプ１２を動作させるのに
有効であり、この場合の対応する出力電圧Ｖo は約４５
ボルトから約２０ボルトに及び、リップル百分率はラン
プ１２のアークの安定性を有効に制御するように必要に
応じて変化する。
【００２９】第１および第２のフィルタ２６および２８
は、ランプ１２の動作の主要な運転モードにおいて例え
ば約６０％より大きな比較的高いリップル百分率および
ランプ１２の動作の比較的短い起動モードにおいては例
えば約２０％より小さい比較的低いリップル百分率をラ
ンプ電流に得るようにランプ１２の変化する抵抗に関連
する第１および第２の時定数を有している。ランプ１２
のアークの安定性はこのようにして維持され、タップ付
きインダクタＬ1 の漏洩インダクタンスに蓄積されたエ
ネルギはクランプダイオードＤc およびクランプコンデ
ンサＣc を介してランプ１２に転送されるので、変換器
１０の効率は比較的高い。好適実施例のクランプ手段２
４は、出力電圧Ｖo の変化に応じてＶs を変化させるこ
とによって能動スイッチＳ1 にかかる電圧ストレスＶs
に対してほぼ理想的なクランプ動作を行う。
は、ランプ１２の動作の主要な運転モードにおいて例え
ば約６０％より大きな比較的高いリップル百分率および
ランプ１２の動作の比較的短い起動モードにおいては例
えば約２０％より小さい比較的低いリップル百分率をラ
ンプ電流に得るようにランプ１２の変化する抵抗に関連
する第１および第２の時定数を有している。ランプ１２
のアークの安定性はこのようにして維持され、タップ付
きインダクタＬ1 の漏洩インダクタンスに蓄積されたエ
ネルギはクランプダイオードＤc およびクランプコンデ
ンサＣc を介してランプ１２に転送されるので、変換器
１０の効率は比較的高い。好適実施例のクランプ手段２
４は、出力電圧Ｖo の変化に応じてＶs を変化させるこ
とによって能動スイッチＳ1 にかかる電圧ストレスＶs
に対してほぼ理想的なクランプ動作を行う。
【００３０】制御装置３０は、その詳細が本発明の一部
ではないが、好ましくは米国特許第４，９２８，０３８
号に示されている基本形のものである。図に示すよう
に、制御装置３０はチャンネル３３、３４および３６を
介してそれぞれ３つの入力量を供給される。入力チャン
ネル３３からはランプ１２を通る電流を表す電圧信号が
供給される。この信号はランプ１２に直列な検知抵抗３
８の両端のＩＲ降下から得られるものである。入力チャ
ンネル３４からは、ランプの両端の電圧を表す電圧信号
が供給される。制御装置３０はチャンネル３３および３
４を通って供給される信号を利用してランプに流れる実
際の電力を検知する。第３のチャンネル３６からはラン
プに流れる所望の電力を表す設定信号が制御装置に供給
される。制御装置３０はその出力３２に設定信号によっ
て要求されたものに対応するデューティ比Ｄを供給す
る。チャンネル３３および３４を介して供給される信号
から測定されるランプの実際の電力が設定信号によって
要求された電力と異なる場合には、エラー信号が制御装
置内で形成され、制御装置は実際の電力を設定信号によ
って要求された電力に対応させるのに充分な値だけデュ
ーティ比を調整する。設定信号は（ランプが直前の起動
状態からどの程度長くオフ状態であったかに依存する）
起動モード用の所定の値および運転モード用の別の所定
の値を有している。
ではないが、好ましくは米国特許第４，９２８，０３８
号に示されている基本形のものである。図に示すよう
に、制御装置３０はチャンネル３３、３４および３６を
介してそれぞれ３つの入力量を供給される。入力チャン
ネル３３からはランプ１２を通る電流を表す電圧信号が
供給される。この信号はランプ１２に直列な検知抵抗３
８の両端のＩＲ降下から得られるものである。入力チャ
ンネル３４からは、ランプの両端の電圧を表す電圧信号
が供給される。制御装置３０はチャンネル３３および３
４を通って供給される信号を利用してランプに流れる実
際の電力を検知する。第３のチャンネル３６からはラン
プに流れる所望の電力を表す設定信号が制御装置に供給
される。制御装置３０はその出力３２に設定信号によっ
て要求されたものに対応するデューティ比Ｄを供給す
る。チャンネル３３および３４を介して供給される信号
から測定されるランプの実際の電力が設定信号によって
要求された電力と異なる場合には、エラー信号が制御装
置内で形成され、制御装置は実際の電力を設定信号によ
って要求された電力に対応させるのに充分な値だけデュ
ーティ比を調整する。設定信号は（ランプが直前の起動
状態からどの程度長くオフ状態であったかに依存する）
起動モード用の所定の値および運転モード用の別の所定
の値を有している。
【００３１】一例として、これに制限されるものではな
いが、一形態で本発明を具体化した典型的な回路は次に
示す値またはタイプの部品を使用している。 巻線Ｌ1 Ａ ８０マイクロヘンリ 巻線Ｌ1 Ｂ ３２０マイクロヘンリ Ｎ2 ／Ｎ1 ２ スイッチＳ1 タイプＩＲＦＰ１５０ Ｍ
ＯＳＦＥＴ ダイオードＤ1 タイプＢＹＶ２９−３００ ダイオードＤc タイプＢＹＤ７４Ｄ コンデンサＣ1 ０．１０マイクロファラッ
ド コンデンサＣc ０．２２マイクロファラッ
ド ダイオードＤ2 タイプＢＹＤ７４６インダ
クタＬ2 １００マイクロヘンリ 検知抵抗３８ ０．１５オーム ランプ１２ 直流３０ワットメタルハラ
イド放電ランプ 本発明の好適実施例と考えられるものについてここに説
明したが、本技術分野に専門知識を有する者はここに示
した教示から本発明の他の変更を行うことができること
は明らかであろう。従って、本発明の精神および範囲内
に入るこのような全ての変更は特許請求の範囲に含まれ
るものと考える。
いが、一形態で本発明を具体化した典型的な回路は次に
示す値またはタイプの部品を使用している。 巻線Ｌ1 Ａ ８０マイクロヘンリ 巻線Ｌ1 Ｂ ３２０マイクロヘンリ Ｎ2 ／Ｎ1 ２ スイッチＳ1 タイプＩＲＦＰ１５０ Ｍ
ＯＳＦＥＴ ダイオードＤ1 タイプＢＹＶ２９−３００ ダイオードＤc タイプＢＹＤ７４Ｄ コンデンサＣ1 ０．１０マイクロファラッ
ド コンデンサＣc ０．２２マイクロファラッ
ド ダイオードＤ2 タイプＢＹＤ７４６インダ
クタＬ2 １００マイクロヘンリ 検知抵抗３８ ０．１５オーム ランプ１２ 直流３０ワットメタルハラ
イド放電ランプ 本発明の好適実施例と考えられるものについてここに説
明したが、本技術分野に専門知識を有する者はここに示
した教示から本発明の他の変更を行うことができること
は明らかであろう。従って、本発明の精神および範囲内
に入るこのような全ての変更は特許請求の範囲に含まれ
るものと考える。
【図１】本発明の一実施例による改良型タップ付きイン
ダクタ昇圧変換器の回路図である。
ダクタ昇圧変換器の回路図である。
１０ 変換器 １２ ガス放電ランプ １４ 直流電源 １６、１８ 入力端子 ２０、２２ 出力端子 ２６ 第１のフィルタ ３３ 制御手段 ３８ 第２のフィルタ Ｃ1 コンデンサ Ｃc コンデンサ Ｄ1 第１のダイオード Ｄ2 補足ダイオード Ｄc クランプダイオード Ｓ1 能動スイッチ
Claims (16)
- 【請求項１】 電源から直流入力電圧を受けるように電
源に接続される一対の入力端子、および入力電圧以上の
出力電圧をガス放電ランプに供給する一対の出力端子を
有するタップ付きインダクタ昇圧変換器であって、 第１および第２の巻線および該巻線の間のタップを有す
るインダクタと、 前記タップに接続された能動スイッチ部材と、 前記第１の巻線を通る電流を効果的に制御するとともに
前記出力電圧を可変制御するように、前記能動スイッチ
を周期的に導通状態および非導通状態に制御する手段
と、 前記インダクタに結合され、前記第２の巻線を通る電流
を制御するように作用する受動スイッチと、 前記出力電圧を瀘波する第１のフィルタ手段と、 前記フィルタ手段に結合され、前記出力電圧に比例した
信号を受信し、前記能動スイッチ部材の両端の電圧をク
ランプするように作用し、前記クランプ電圧が前記出力
電圧の変動の関数として変動するクランプ手段と、 を有するタップ付きインダクタ昇圧変換器。 - 【請求項２】 前記受動スイッチはアノードおよびカソ
ードを有する一方向性導電素子よりなり、 前記フィルタ手段は第１のコンデンサＣ1 、クランプコ
ンデンサＣc および前記両コンデンサの各々の一端を互
いに直列に接続し、両者間に接続点を形成する手段から
なる容量性分圧器であり、前記コンデンサＣ1 の他端は
前記受動スイッチのカソードに接続され、前記コンデン
サＣc の他端は前記出力端子の一端に接続されており、 前記クランプ手段は前記クランプコンデンサＣc 、カソ
ードおよびアノードを有するクランプダイオードおよび
前記クランプダイオードのカソードを前記接続点に接続
し、前記アノードを前記タップに接続する手段を有して
いる請求項１記載のタップ付きインダクタ昇圧変換器。 - 【請求項３】 前記ガス放電ランプは運転モードにおい
て動作抵抗ＲLrを有し、 前記容量性分圧器は等価容量Ｃeqを有し、 前記変換器は前記運転モードにおいてＲL r Ｃeqに等し
い第１のフィルタ時定数ＴF1 r を有し、 前記運転モードにおける前記第１のフィルタ時定数ＴF1
r はランプの起動モードの間のランプ電流におけるリッ
プル百分率に比較してランプの運転モードにおいて所定
の高いリップル百分率を得るように予め選択されている
請求項２記載のタップ付きインダクタ昇圧変換器。 - 【請求項４】 前記受動スイッチおよび前記出力端子の
一方の間に接続され、起動時のランプのアークの安定性
を制御するようにランプの起動モードの間ランプ電流に
おけるリップル百分率を低減する第２のフィルタを更に
有する請求項３記載のタップ付きインダクタ昇圧変換
器。 - 【請求項５】 前記第２のフィルタはインダクタＬ2 を
有し、 前記ランプはＲL r より小さい前記起動モードにおける
起動抵抗ＲL s を有し、 前記変換器は前記起動モードの間前記ランプ電流におけ
る所定の低いリップル百分率を得るように予め選択され
た前記起動モードにおける第２のフィルタ時定数ＴF2 s
を有する請求項４記載のタップ付きインダクタ昇圧変換
器。 - 【請求項６】 前記出力端子の一方から前記第２のフィ
ルタのインダクタに接続され、前記起動モードの間のラ
ンプ電流におけるリップル百分率を低減する電流路を形
成する補足ダイオードを更に有している請求項５記載の
タップ付きインダクタ昇圧変換器。 - 【請求項７】 前記受動スイッチはダイオードである請
求項３記載のタップ付きインダクタ昇圧変換器。 - 【請求項８】 前記能動スイッチはＭＯＳＦＥＴである
請求項１記載のタップ付きインダクタ昇圧変換器。 - 【請求項９】 前記能動スイッチは所定のスイッチング
周波数および前記出力電圧を決定する可変デューティ比
Ｄで周期的に導通状態および非導通状態にされ、前記デ
ューティ比Ｄは各サイクルのうちの、前記能動スイッチ
が導通状態になる部分である請求項１記載のタップ付き
インダクタ昇圧変換器。 - 【請求項１０】 前記第１の巻線はＮ1 の巻数を有し、 前記第２の巻線はＮ2 の巻数を有し、 前記第１のコンデンサは容量Ｃ1 を有し、 前記クランプコンデンサは容量Ｃc を有し、 Ｎ1 、Ｎ2 、Ｃ1 およびＣc は前記能動スイッチが非導
通状態にあるとき前記能動スイッチの両端の電圧ストレ
スＶs を約Ｎ2 Ｄ／Ｎ1 に維持するように予め選ばれて
いる請求項９記載のタップ付きインダクタ昇圧変換器。 - 【請求項１１】 Ｄ、Ｎ1 、Ｎ2 、Ｃ1 およびＣc はお
およそ次式 Ｃc ／Ｃ1 ＝Ｎ2 Ｄ／Ｎ1 となるように選ばれている請求項１０記載のタップ付き
インダクタ昇圧変換器。 - 【請求項１２】 前記第１のフィルタは起動モードにお
ける時定数ＴF1 s を有し、前記第２のフィルタは運転モ
ードにおける時定数ＴF2 r を有し、これらの値は起動時
におけるランプ電流に低いリップル百分率を設定し、運
転モード時のランプ電流に高いリップル百分率を設定す
るように選択されている請求項４記載のタップ付きイン
ダクタ昇圧変換器。 - 【請求項１３】 前記能動スイッチはＭＯＳＦＥＴより
なり、該スイッチを導通状態および非導通状態に周期的
に制御する前記制御手段は前記ランプの動作時の出力電
圧を起動時の比較的低い電圧から運転モード時の比較的
高い電圧まで変化させるようになっている請求項１２記
載のタップ付きインダクタ昇圧変換器。 - 【請求項１４】 前記制御手段は所定のスイッチング周
波数および制御されたデューティ比（Ｄ）の矩形波電圧
信号を前記ＭＯＳＦＥＴに供給し、前記出力電圧を前記
ランプに供給される出力電力とともに制御する請求項１
３記載のタップ付きインダクタ昇圧変換器。 - 【請求項１５】 前記出力電圧はＶo で示され、前記入
力電圧はＶI で示され、Ｖo 、ＶI 、Ｎ1 およびＮ2 お
よびＤはおおよそ次式 Ｖo ／ＶI ＝（１＋（Ｎ2 ／Ｎ1 ）Ｄ）／（１−Ｄ） で互いに関連付けられている請求項１４記載のタップ付
きインダクタ昇圧変換器。 - 【請求項１６】 （ａ）前記ガス放電ランプは起動時に
比較的低い抵抗および運転時に比較的高い抵抗を有し、 （ｂ）前記制御手段は起動時に比較的低い出力電圧を供
給し、運転時に比較的高い出力電圧を供給するように前
記能動スイッチ部材を制御し、 （ｃ）前記第１のフィルタ手段は運転時および起動時に
おいて第１の時定数を形成するように前記ランプの抵抗
と協働する第１の出力フィルタを構成し、 （ｄ）前記出力端子と直列に接続されたインダクタンス
を有する第２のフィルタは運転時および起動時において
第２の時定数を形成するように前記ランプの抵抗と協働
するように設けられ、 （ｅ）起動時における前記第１の時定数に対する前記第
２の時定数の比は運転時における前記第１の時定数に対
する前記第２の時定数の比に比較して比較的大きく、こ
れによりランプ電流のリップル百分率は起動時において
比較的低く、運転時において比較的高くなっている請求
項１記載のタップ付きインダクタ昇圧変換器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US705854 | 1991-05-28 | ||
| US07/705,854 US5144204A (en) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | Tapped-inductor boost convertor for operating a gas discharge lamp |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05166593A true JPH05166593A (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=24835233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4134077A Pending JPH05166593A (ja) | 1991-05-28 | 1992-05-27 | ガス放電ランプ動作用のタップ付きインダクタ昇圧変換器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5144204A (ja) |
| EP (1) | EP0516377A3 (ja) |
| JP (1) | JPH05166593A (ja) |
| CA (1) | CA2068153A1 (ja) |
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| US5144204A (en) | 1992-09-01 |
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